Исследователи обнаружили, что сжатие твердотельных батарей может изменить направление движения литиевых дендритов и предотвратить опасные короткие замыкания.
Читайте далее: Китай провел испытания первой в мире солнечной платформы мощностью 100 кВт, построенной из бамбука, в открытом море.
Твердотельные батареи могут избежать серьезной проблемы сбоев благодаря удивительно простому решению: их сжатию. Исследователи из Национальной ускорительной лаборатории SLAC и Стэнфордского университета обнаружили, что механическое сжатие твердого электролита может изменить направление движения литиевых дендритов до того, как они достигнут электродов и вызовут короткое замыкание.
Полученные результаты могут помочь преодолеть одно из самых больших препятствий на пути развития твердотельных батарей. В отличие от обычных литий-ионных элементов, в этих батареях жидкий электролит заменен твердым керамическим материалом, что потенциально позволяет достичь более высокой плотности энергии и повысить надежность.
В процессе зарядки ионы лития перемещаются через керамический электролит к отрицательному электроду. Некоторые из них могут проникать в мельчайшие дефекты материала и превращаться в металлический литий, образуя игольчатые структуры, называемые дендритами.
Когда эти структуры разрастаются в направлении противоположного электрода, они могут замыкать цепь батареи и вызывать короткое замыкание. Исследователи годами спорят о том, начинаются ли эти дендриты на поверхности электролита или глубже внутри материала.
Сжатие перенаправляет рост лития.
Команда использовала кольцо из сплава с эффектом памяти формы для сжатия твердого электролита. При нагревании до 170 градусов Цельсия кольцо сжималось и сдавливало батарею.
Сжатие не остановило образование дендритов полностью. Вместо этого оно изменило способ их роста. Вместо вертикального распространения в направлении электродов дендриты стали распространяться горизонтально внутри электролита.
Это различие оказалось решающим. Горизонтально растущие дендриты не достигали электродов, что позволяло батарее продолжать работу, а не замыкаться накоротко.
Больше новостей из мира энергетики
Посмотреть все 
Гибкая солнечная пленка с КПД 24,4% обеспечивает электропитание без рамок для аэрокосмического и транспортного секторов США.
Sourse: interestingengineering.com
